可再生能源發(fā)電并網(wǎng)協(xié)調(diào)策略的研究.pdf

1、氣候變化和化石能源日益缺乏的壓力使可再生能源的開(kāi)發(fā)逐漸受到各國(guó)重視。風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電和電動(dòng)汽車是三種重要的可再生能源利用方式,正處于迅速發(fā)展的過(guò)程中。風(fēng)能、太陽(yáng)能等可再生能源本身具有間歇性和波動(dòng)性的特征,因而接入電網(wǎng)后將產(chǎn)生相應(yīng)的功率波動(dòng)。傳統(tǒng)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式是為電能集中生產(chǎn)、調(diào)度和分配而設(shè)計(jì)的。當(dāng)可再生能源發(fā)電占比較小時(shí),傳統(tǒng)電源能夠?qū)崟r(shí)補(bǔ)償這些功率波動(dòng)。但是,隨著可再生能源接入規(guī)模的增加,所產(chǎn)生的功率波動(dòng)有可能超出傳統(tǒng)電源的調(diào)節(jié)

2、能力極限,給調(diào)度自動(dòng)化造成困難,并且限制了可再生能源的進(jìn)一步接入。
　　 因此,對(duì)電網(wǎng)來(lái)說(shuō),可再生能源接入的問(wèn)題首先是保持電源與負(fù)荷需求之間的實(shí)時(shí)平衡。而風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電和電網(wǎng)負(fù)荷等各種具有波動(dòng)性的對(duì)象,彼此之間有的具有互補(bǔ)性,有的具有同時(shí)性,其影響疊加在一起,增加了電網(wǎng)規(guī)劃與調(diào)度問(wèn)題的復(fù)雜性,也增加了電網(wǎng)為維持功率平衡所付出的成本?？稍偕茉唇尤雴?wèn)題的目標(biāo)實(shí)際上是以更低的成本維持電網(wǎng)功率平衡,并盡可能多的利用可再生能源。其基礎(chǔ)

3、工作是評(píng)估可再生能源的功率波動(dòng)特性,而這一工作在實(shí)際中常常被忽視。因此,可再生能源接入首先要建立電網(wǎng)可再生能源發(fā)電功率的評(píng)估模型,研究可再生能源發(fā)電功率波動(dòng)的時(shí)域規(guī)律及其地域相關(guān)性,為規(guī)劃和調(diào)度決策提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和科學(xué)依據(jù)。其次,電網(wǎng)規(guī)劃與運(yùn)行調(diào)度要適應(yīng)電源結(jié)構(gòu)和終端用能方式的轉(zhuǎn)變,從系統(tǒng)層面對(duì)電網(wǎng)資源進(jìn)行協(xié)調(diào)規(guī)劃和調(diào)度,充分利用不同電源之間以及電源與電網(wǎng)負(fù)荷之間的相關(guān)性和互補(bǔ)性,限制電網(wǎng)功率波動(dòng),減少傳統(tǒng)調(diào)峰電源和輸電容量的投資。

4、>　　 針對(duì)上述可再生能源功率波動(dòng)評(píng)估和協(xié)調(diào)利用這兩個(gè)問(wèn)題,本文做了以下工作:
　　 1)針對(duì)大范圍和長(zhǎng)期風(fēng)速觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)不完善,風(fēng)資源數(shù)據(jù)缺乏的問(wèn)題,提出了利用美國(guó)航天局(NASA)GEOS-5 DAS地球觀測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)的全球風(fēng)速數(shù)據(jù),對(duì)大范圍風(fēng)電功率波動(dòng)進(jìn)行評(píng)估的方法。對(duì)中國(guó)規(guī)劃建設(shè)中的6個(gè)千萬(wàn)千瓦級(jí)風(fēng)電基地的季節(jié)性風(fēng)電功率波動(dòng)和日內(nèi)功率波動(dòng)特性進(jìn)行了定量分析,并且計(jì)算了不同區(qū)域風(fēng)電小時(shí)功率波動(dòng)之間的相關(guān)性。所提出的分析方法為區(qū)域

5、風(fēng)電規(guī)劃提供了科學(xué)的依據(jù)。
　　 2)分別建立了插電式電動(dòng)汽車(Plug-in Electric Vehicle,PEV)在自由充電和夜間低谷充電兩種模式下的負(fù)荷模型,評(píng)估了。PEV充電對(duì)電網(wǎng)負(fù)荷需求的影響。提出了通過(guò)PEV與風(fēng)電協(xié)同調(diào)度提高風(fēng)電接入能力的方法。通過(guò)對(duì)中國(guó)4個(gè)風(fēng)資源豐富的區(qū)域電網(wǎng)2020年的情景分析,證明了PEV負(fù)荷低谷充電具有顯著的消納夜間過(guò)剩風(fēng)電的潛力。研究結(jié)果為電動(dòng)汽車充電網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃設(shè)計(jì)和智能調(diào)度提供了依據(jù)

6、。
　　 3)從太陽(yáng)輻射變化與電網(wǎng)負(fù)荷需求波動(dòng)的相關(guān)性出發(fā),提出了以光伏發(fā)電提供調(diào)峰容量,實(shí)現(xiàn)分布式光伏發(fā)電無(wú)儲(chǔ)能并網(wǎng)的方法,以節(jié)省儲(chǔ)能環(huán)節(jié)的投資。證明了光伏發(fā)電功率變化與電網(wǎng)負(fù)荷波動(dòng)具有較強(qiáng)的相關(guān)性。在不采用儲(chǔ)能技術(shù)的情況下,光伏發(fā)電仍然具有顯著的并網(wǎng)潛力。提出了光伏發(fā)電利用率的概念,證明了適當(dāng)降低光伏發(fā)電利用率,能夠使光伏電量在電網(wǎng)中的占比顯著提高,而單位發(fā)電成本升高并不顯著。
　　 4)對(duì)于電源和網(wǎng)絡(luò)資源的協(xié)調(diào)問(wèn)題